Если в интернете набрать в строке поиска Google словосочетание «вечный двигатель своими руками», то поисковик услужливо отобразит весьма впечатляющее число (свыше 75 000) различных результатов, включая картинки, подробные инструкции и видеоролики с работой действующих моделей. И хоть попытки повторить «успех» множества авторов в домашних условиях неизменно заканчивается полным провалом, это лишний раз подтверждает упрямство, присущее человеческой натуре, которое никак не дает человеку смириться с действием непреложных законов природы и заставляет его искать неиссякаемые источники неограниченной энергии.
В истории вечный двигатель впервые упоминается в стихотворении индийского астронома, математика и поэта Бхаскары, которое датируется примерно 1150 г. Так что Индию по праву можно считать прародиной первых моделей perpetuum mobile. В этом стихотворении описывается вечный двигатель в виде колеса с закрепленными наискось по ободу узкими, длинными сосудами, которые наполовину наполнены ртутью. Различие в моментах сил тяжести, которое создавала перемещающаяся в сосудах жидкость, должно было заставить колесо постоянно вращаться. Но обойти законы природы не удалось.
С того момента фантазия человека постоянно приводила к новым идеям. Однако вместо простой механики современные изобретатели теперь предлагают 
использовать электричество, магнит или силу гравитации. К примеру, магнитный вечный двигатель предполагает размещение по кругу небольших магнитов и воздействие на них магнитным полем отдельно расположенного магнита. По замыслу, отталкивание одноименных и притягивание противоположных полюсов магнитов должно заставить колесо крутиться без какого-либо вмешательства извне. Но в действительности этого не происходит, иначе давно уже у каждого в квартире стоял бы подобный агрегат.
В 1775 году, более двух веков назад, в Западной Европе против веры в существование вечного двигателя выступил наиболее авторитетный научный трибунал того времени – Парижская академия наук. Уже на то время многие известные ученые привели множество неоспоримых доказательств невозможности вечного движения. Примерно в середине ХХ столетия данный факт признало измученное бесконечными заявками Патентное бюро Соединенных Штатов.
Тем не менее, до сих встречаются люди, которые говорят, что изобрели очередную модель вечного двигателя. Как правило, это мошенники, которые пытаются заработать на доверчивости и незнании законов термодинамики. Впрочем, не исключено, что среди таких людей появится новый гений, который все-таки придумает компактный экологичный двигатель, способный извлекать энергию из окружающего нас мира в таких объемах и с таким большим сроком работы, что его можно будет назвать «вечным».
Что считать «свободной энергией» и «вечным двигателем»?Это основополагающий вопрос, определяющий сам предмет разговора. Существуют различные трактовки этих понятий, поэтому необходимо как можно точнее определить, о чём именно идёт речь в каждом конкретном случае, в том числе и на этом сайте. Что считать «свободной энергией»? Определение «свободной энергии» О бесплатности «свободной энергии»Что считать «вечным двигателем»?Генератор или двигатель?Двигатели даровые и вечные Что считать «свободной энергией»?Существуют различные подходы к тому, какую именно энергию можно считать «свободной». Попробую перечислить наиболее популярные из них.
Определение «свободной энергии»Итак, ещё раз сформулирую, что же именно я пониманию под «свободной энергией». Свободная энергия — это любая законно-бесплатная энергия, которая может быть доступна повсеместно в неограниченном или, по крайней мере, в достаточном количестве вне существенной зависимости от погоды, времени суток, времени года и прочих подобных факторов и может быть извлечена и использована частными лицами в индивидуальном порядке. Здесь внесено ещё одно важное дополнение — о возможности индивидуального получения и использования энергии. Ведь соорудить что-нибудь вроде огромной ГЭС тоже можно, однако пользоваться таким устройством придётся коллективно. А значит, неизбежно образование некоей эксплуатирующей и распределяющей организации, и говорить о свободном использовании такой энергии уже нельзя, поскольку оно будет ограничиваться лимитами и правилами этой организации — как минимум, будет необходимо оформлять подключение и, естественно, оплачивать текущее обслуживание, работу «распределителей», поддержку функционирования распределяющей энергию сети и пр. — совершенно так же, как сейчас оплачивается газ или электричество. Ещё один момент: весьма желательно, чтобы генератор свободной энергии мог функционировать и на небольших мобильных аппаратах — таких, как автомобиль, а то и велосипед (естественно, с меньшей мощностью) — тогда использовать эту энергию можно будет действительно свободно, не привязываясь ни к какому конкретному месту. Однако и стационарные (как правило, по причине массы и габаритов) установки, которые могли бы давать «свободную энергию» — тоже огромный шаг в этом направлении. Главное, чтобы их габариты позволяли разместить их в обычном жилом доме (хотя бы и загородном), то есть их можно было эксплуатировать индивидуально, как традиционные дровяные печи и камины. О бесплатности «свободной энергии»Безусловно, в случае удачи в создании «генератора свободной энергии» за получаемую энергию платить не придётся. Однако сам генератор будет отнюдь не бесплатным, — на него были затрачены материалы, труд, время. В процессе эксплуатации необходимо выполнять то или иное техобслуживание, в конце концов будет необходим капитальный ремонт или замена генератора на новый. Это неизбежно потребует затрат, которые следует разделить на всю энергию, выработанную генератором за свой жизненный цикл. В результате мы получим некоторую стоимость единицы выработанной им энергии, заведомо ненулевую. Тем не менее, большинство хоть сколько-нибудь правдоподобных конструкций «генераторов свободной энергии» выглядят не сложнее обычного двигателя внутреннего сгорания примерно той же мощности (причём не современного инжекторного, а примитивного карбюраторного времён начала автомобильной эры). Соответственно, и ожидаемая стоимость производства и обслуживания при серийном производстве вряд ли будет больше. Так что результирующая стоимость выработанной «свободной энергии» должна получиться гораздо меньше, чем у полученной традиционным путём — ведь за топливо-то платить не надо! Но это лишь при отлаженном серийном производстве, первые экземпляры (с учётом затрат на доводку и неудачные реализации) могут оказаться во много раз дороже. Кстати, при использовании дорогостоящих технологических процессов вполне может случиться, что расходы на изготовление и обслуживание устройства сделают его эксплуатацию абсолютно невыгодной экономически. Возьмём пример обычной солнечной батареи, — да, вырабатываемая ею энергия бесплатна, но стоимость самой батареи такова, что для получения мощности в 3-5 кВт может оказаться более выгодным купить бензиновый генератор вместе с соответствующим запасом масла и цистерной бензина, чем приобрести и смонтировать такую батарею с необходимой «обвязкой» (особенно если её энергия нужна эпизодически, преимущественно по ночам и в пасмурную погоду)! Что считать «вечным двигателем»?О том, что считать «вечным двигателем», также есть несколько мнений. Как правило, все сходятся на том, что устройство, которое претендует на гордое звание «вечного двигателя», не должно требовать постоянного обслуживания и непрерывной либо периодической явной поставки топлива или энергии извне. А вот дальше начинаются расхождения. Прежде всего это касается срока работы, а также запуска устройства и его остановки. По сроку работы предлагается считать «вечными» двигатели, которые отвечали бы следующим условиям.
По типу запуска критерии «вечных» двигателей тоже могут быть различными.
Сформулирую определение «вечного двигателя», как он понимается на этом сайте.Вечный двигатель — это устройство, которое может передавать вырабатываемую энергию в полезную нагрузку, работающее без явной (постоянной или периодической) поставки энергии (или топлива) извне до момента принудительной остановки или до физического износа элементов конструкции. При этом не имеет значения, начинает ли он работу самопроизвольно или необходим принудительный вывод его на рабочий режим за счёт внешней энергии. Однако сумма энергии, переданной таким устройством за всё время работы в полезную нагрузку, должна превышать затраты энергии на его полный жизненный цикл — создание, запуск (если это необходимо), обслуживание, ремонт и утилизацию. Особо следует обратить внимание на условие суммарного положительного энергетического баланса — иначе устройство будет являться всего лишь аккумулятором энергии (возможно, весьма экзотическим), затраченной из внешних источников при его изготовлении или запуске. Например, таковыми являются некоторые конструкции на постоянных магнитах, которые вроде бы и обеспечивают выход «свободной энергии», но при этом магнит быстро теряет свои свойства, — а ведь на его намагничивание тоже требуется энергия! Однако, если за время эксплуатации одного набора магнитов в таком устройстве будет выработано больше энергии, чем необходимо для его изготовления, то такую конструкцию вполне можно отнести к «вечным двигателям» — ведь баланс энергии будет положительным, а обеспечение автоматической замены магнитов и их повторного намагничивания не является непреодолимой технической проблемой. Генератор или двигатель?Часто понятия «генератор свободной энергии» и «вечный двигатель» используют как синонимы. И это совершенно оправдано — ведь в конечном счёте в обоих случаях цель заключается в получении в той или иной форме дополнительной энергии по сравнению с тем, что тратится на запуск и поддержание работы устройства. Поэтому различия в употреблении этих понятий являются чисто субъективными. Поскольку слово «двигатель» мы обычно ассоциируем с устройством, на выходе которого имеется механически вращающийся вал, подключаемый к полезной нагрузке, то термин «вечный двигатель» я чаще применяю именно к тем конструкциям, которые предусматривают передачу энергии в нагрузку в виде механического вращения или возвратно-поступательного движения. Все остальные типы устройств, прежде всего вырабатывающие энергию в виде тепла или электричества, и особенно если они вообще не содержат движущихся частей, я склонен называть «генераторами свободной энергии». Впрочем, как было сказано выше, это деление очень условно — ведь для современной техники преобразование механической кинетической энергии в тепловую, электрическую, потенциальную (сил упругости или гравитации) и обратно не является проблемой. Двигатели даровые и вечныеОчень близко к понятиям «вечный двигатель» и «генератор свободной энергии» стоят понятия «даровый двигатель» и «генератор даровой энергии». Обычно первые два понятия подразумевают получение полезной работы «из ниоткуда», а последние — получение полезной работы из хорошо известных законно-бесплатных источников. Однако в силу универсальности закона сохранения вряд ли удастся получить энергию из «ничего», поэтому любой «вечный» двигатель или генератор свободной энергии на самом деле будет являться даровым (ещё раз подчеркну, «даровость» относится лишь к «энергетическому сырью», а сама установка бесплатной быть не может в принципе). В связи с этим я буду применять понятие «даровые» к устройствам, полный рабочий цикл которых известен общепринятой науке. Поэтому любое такое устройство можно экранировать — то есть перекрыть поток исходной энергии, поступающей из окружающей среды (или отводимой туда) и тем самым создать условия, когда оно работать не будет. Фотоэлементы можно закрыть непрозрачным материалом; ветряной двигатель не будет работать в штиль и в закрытом помещении; устройство, собирающее электромагнитную энергию из эфира (антенна), не будет действовать в хорошо экранированном помещении; гидравлическим устройствам нужен перепад уровней жидкости (либо её поток, возникающий из-за разности давлений, как правило, вызваной той же разностью уровней) и т.д. При этом, например, водяное колесо под водопадом может вращаться до тех пор, пока не износится физически, но очевидно, что это открытая система, в которой доставка воды на верхний уровень происходит через механизм природного круговорота воды, — в конечном счёте, благодаря тепловому излучению Солнца, т.е. в полном рабочем цикле даровых двигателей обязательно (хотя иногда неявно) участвуют известные внешние источники энергии — именно эту энергию даровые двигатели и превращают в полезную работу с той или иной эффективностью. Однако в отличие от традиционной «топливной» энергетики (ведь топливо или реагенты тоже могут быть бесплатными) генераторы даровой энергии не требуют организации регулярной поставки каких-либо видов расходуемых материалов, а известным науке способом извлекают исходную законно-бесплатную энергию из окружающей среды непосредственно в том месте, где находятся, и преобразуют её в удобную для использования форму. Правда, практически всегда их местонахождение должно отвечать тому или иному набору условий, необходимому для конкретного типа источника даровой энергии. Понятия же «вечный двигатель» и «генератор свободной энергии» я буду применять к тем устройствам, энергоснабжение которых общепринятая наука объяснить не может, и которые могут работать практически в любых условиях (то есть способы экранирования их неизвестны). ♦ |
khd2.narod.ru
Можно сказать, что это идеальный источник энергии, так как его КПД стремится к бесконечности. За последние столетия предлагались разные варианты исполнения «вечного двигателя», в основном механические. У всех этих действительно красивых моделей имеется один существенный недостаток: они не работают.
Значение «вечного двигателя» как источника энергии весьма велико. Если бы у нас был такой двигатель, то, автоматизировав многие процессы, человечество могло бы перейти от физического труда к умственному, к творчеству. Мы могли бы получать энергию в любых количествах, в зависимости от мощности генерирующей установки. При создании такого двигателя мир изменится. Больше не нужны лес и газ, уголь и нефть в качестве топлива. Все нужды по обогреву и кондиционированию, освещению помещений и питанию механизмов с таким двигателем решаются просто.
Не нужно будет обрабатывать огромные площади земли для получения скудного урожая, так как будут установки по производству на гидропонике любых видов овощей и фруктов. Это будет поистине мир изобилия. Люди смогут расселиться по Земле более равномерно, сделать приемлемые условия и жить в любом месте планеты. В этом состоит задача научно-технической революции: освободить человечество от физического труда. На первом этапе превратить Землю в планету изобилия и счастья, а на втором этапе начать освоение других планет.
Что же такое «вечный двигатель»? Он делится на вечные двигатели первого рода и второго рода. Причинами, по которым их нельзя построить, называются первое и второе начала термодинамики.
Вечный двигатель первого рода предполагал работать без извлечения энергии из окружающей среды. Вечный двигатель второго рода — это машина, которая уменьшает энергию теплового резервуара и целиком превращает ее в работу без каких-либо изменений в окружающей среде. Осознание того, что создание вечного двигателя невозможно, подвигло Парижскую академию наук в 1775 году отказать в рассмотрении всех подобных проектов.
Один из примеров действующего «вечного двигателя» — это гидроэлектростанции и приливные электростанции. Для корректности следует сказать, что эти генераторы энергии используют энергию Солнца, гравитационные поля Земли и Луны, то есть однозначно не являются «вечным двигателем» первого рода. Это «вечный двигатель» второго рода.
Основа работы гидроэлектростанции — использование круговорота воды на Земле. Вода падает вниз, генерируя при этом электроэнергию, затем испаряется и возвращается в исходную позицию. Физически для работы этого двигателя необходимо наличие силы тяготения в каждой точке земного шара и наличие солнечной энергии (электромагнитных волн инфракрасного диапазона), чтобы испарить воду.
Отметим, что вся энергия, которую мы сегодня получаем, это энергия Солнца, в том числе и энергия, накопленная за длительное время в виде вещества (леса, угля, нефти, радиоактивного топлива и т. п.). На данном этапе развития человечества нам всегда необходим посредник в виде какого-либо вещества (в данном случае воды), чтобы преобразовать энергию Солнца в удобный для нас вид энергии (электроэнергию). Ядерная энергетика также использует воду, но уже в виде пара, который сбрасывается на турбину для получения электроэнергии.
Таким образом, вода — это «рабочее тело» двигателя, которое «крутит наши колеса». Другими словами, энергию Солнца и гравитационного поля можно использовать в виде воды, движущейся под действием этого поля.
Задача создания вечного двигателя первого рода — получение электроэнергии только от гравитационного поля без использования вещества-посредника. Гравитация присутствует везде на планете, что означает: двигатель можно поставить в любой точке планеты и получать энергию в любых количествах, соизмеримых с мощностью установки. Далее мы покажем, каким образом это возможно.
Надо сказать, что природа гравитационного поля мало изучена. Известно, что это поле энергии, которое создает силу тяготения. Известно также, что гравитационное поле неоднородно по направлению действия силы тяготения (вектору гравитации), так как, во-первых, поверхность планеты имеет разную плотность, а во-вторых, магма Земли находится в движении, создавая тем самым эту неравномерность.
В качестве примера скажем о векторе гравитации в строительстве. Возведение сооружений ведется по уровню (отвес и т. д.). То есть предполагается, что вектор гравитации везде одинаков и направлен перпендикулярно поверхности Земли, а это не так. Особенно отчетливо это видно при многоэтажном строительстве: два здания, стоящие рядом, не будут находиться на параллельных прямых, что можно проверить измерением расстояния между первыми и последними этажами. Эта информация не имела бы никакого значения, если бы не одно «но». Вектор гравитации может меняться в пределах одного здания. Плиты перекрытий становятся на излом, что может явиться причиной обрушения.
Кроме того, вектор гравитации не является статическим. Он может постепенно меняться со временем, то есть имеет свойство ротации. Возможно даже изменение вектора в процессе строительства многоэтажного здания, что ведет к искривлению постройки. Поэтому при строительстве важно знать изменение за время t вектора гравитационного поля.
Явление ротации гравитационного поля практически не изучено и не берется в расчет при строительстве сооружений. Но наверняка имеются аномальные зоны, вовсе непригодные для строительства. Архитекторы знают о «гиблых местах», в которых лучше вообще ничего не строить. Отметим, что многоэтажное строительство ведется сравнительно недавно. Мы встречаем невысокие и устойчивые древние постройки, например, пирамиды.
Другой пример, на котором можно убедиться в ротации гравитационного поля — завалы деревьев в лесу. Наблюдения за ростом деревьев показывают, что при нормальном росте они повторяют вектор гравитации. В том месте, где ротация минимальна, деревья стоят долго. Где скорость ротации высока — деревья не растут, образуются пустыри. Где ротация протекает медленно — возникают завалы.
Причина завалов следующая. Деревья росли в направлении вектора гравитации, а когда он через несколько лет изменился, нагрузка на корни также изменилась и перестала быть равномерной. У основания возникает излом, деревья падают под собственным весом. Особенно это относится к высоким деревьям (эффект рычага), а также выполняется при больших углах отклонения вектора гравитации.
В качестве приборного обеспечения для оперативного определения вектора гравитации на данном этапе используется отвес, но определение ротации вектора гравитации отвесом имеет определенную специфику.
Итак, имея приборное обеспечение, мы сможем обнаружить места, где ротация вектора гравитации стабильна. Другими словами, это аномальные зоны с завихрением гравитационного поля. Сила тяготения будет различной, и «вечный двигатель», не работающий в обычных условиях, здесь заработает.
Гравитационная аномалия является неисчерпаемым источником энергии. Описанное явление существует в любых планетарных системах, на любых планетах. Разумеется, сила тяготения зависит от массы планеты, и на небольших планетах КПД «вечного двигателя» будет небольшим, а строительство установки — нецелесообразным. Но в условиях Земли мощность генерирующего двигателя должна оказаться приемлемой для обеспечения жизни человечества.
Дополнение от 12 июня 2012продолжение: статья «Вечный двигатель — это просто!»
shkolazhizni.ru
| Как следует из определения, генераторы даровой энергии или даровые двигатели — это устройства, которым не требуется регулярная поставка топлива (хотя бы и бесплатного), — они преобразуют в удобную для использования форму энергию, автоматически извлекаемую ими из окружающей среды непосредственно в том месте, где они находятся. При этом за полученную от них энергию в соответствии с современным законодательством никому платить не надо, хотя естественно, что некоторые затраты на изготовление и обслуживание такого источника энергии неизбежны. Важнейшей чертой, отличающей их от «вечных двигателей», является то, что принцип работы этих устройств полностью объясним с точки зрения официальной науки, а значит, необходимые для их работы условия хорошо известны, как известны и способы блокировки их работы (то есть прерывания поступления первичной энергии). Часто подобные устройства называют «использующими возобновляемые источники энергии», однако «возобновлять» можно и бензин в баке... Определение «самовозобновляемые» более точно, но оно громоздко и не отражает самую привлекательную для потребителя черту таких устройств — бесплатность используемой ими первичной энергии. Поэтому термин «даровые» мне кажется более удобным и отвечающим сути дела — ведь по-настоящему свободным является источник энергии не только неисчерпаемый, но и обязательно не требующий регулярной оплаты. Каковы наиболее распространённые источники даровой энергии? Прежде всего это практически повсеместно доступные Солнце и ветер. К сожалению, эффективность этих источников определяется погодой и временем года, а потому слабо предсказуема и крайне неравномерна даже в течении суток, не говоря уже о более длительных интервалах времени. По этой причине при их практическом использовании почти всегда приходится применять те или иные накопители энергии большой ёмкости, а это неизбежно удорожает как изготовление, так и обслуживание подобных установок. Текущая вода также является одним из древнейших источников даровой энергии, однако для её использования необходимо наличие ручья либо реки, и желательно с заметным уклоном русла, а это даже в местах, не обделённых водными ресурсами, встречается не на каждом шагу (про использование энергии океанских приливов я вообще не говорю — это доступно лишь жителям побережий, да и то не везде). Есть и другие источники даровой энергии, но они, как правило, либо требуют весьма экзотических условий (скажем, наличия мощного источника геотермальных вод), либо сложны в реализации и имеют малую мощность (например, давно известны «вечные» часы, для завода которых используются перепады атмосферного давления при смене погоды, однако если попытаться вскипятить чайник на полученной таким образом энергии, то необходимые размеры устройства намного превысят все разумные пределы). С точки зрения современного российского законодательства, использование даровых источников энергии для своих нужд является Вашим частным делом и никакой сертификации или лицензирования на это не требуется, — также, как при пользовании мобильными бензиновыми или дизельными электрогенераторами, — по крайней мере до тех пор, пока Вы не решите продавать избытки выработанной энергии другим. Но это не означает, что можно, скажем, перегораживать речку где заблагорассудится — в этом случае весьма вероятно скорое и неприятное знакомство с природоохранными органами по поводу «нарушения режима использования водного объекта» и «строительства в водоохранной зоне». К ветряку чиновникам придраться сложнее, но если это будет не маломощная «игрушка», а достаточно большое и заметное сооружение, то могут потребовать согласования с районным архитектором (а там, глядишь, подтянутся и СЭС с пожарниками и технадзором — конечно, не корысти ради, а для Вашего же блага). А вот солнечные батареи и коллекторы обычно практически не занимают дополнительного места, а стало быть, мало влияют на архитектурный облик объектов, на которых они установлены, и не загромождают территорию. * * *Даровая энергия сама по себе бесплатна. Но оборудование для её извлечения и преобразования, особенно если оно заводского изготовления, стоит немалых денег. К тому же, как и в любой системе, для успешной и эффективной работы параметры оборудования должны быть сбалансированы и соответствовать предполагаемому режиму использования. Поэтому, задумываясь о реальном применении даровой энергии, не следует рассчитывать на то, что эта затея окупится за год-другой. Во-первых, эффективно отапливать дом площадью хотя бы в 100 квадратных метров в течение всей русской зимы с приемлемыми затратами на саму установку, её эксплуатацию и теплоизоляцию дома, не удастся никаким из рассмотренных здесь способов, — теоретически это возможно, но стоимость такого дома получится неоправданно высокой, причём в полной мере она будет «работать» лишь несколько дней в году, тогда как всё остальное время можно обойтись гораздо меньшей мощностью энергозатрат. Поэтому, если не забывать об экономике, то в пасмурные морозные безветренные зимние дни применение традиционного источника тепла (дрова, мазут, газ...) будет вполне разумным решением практически на всей территории России, а при условии очень хорошей теплоизоляции дома будет экономически оправдано даже временное подключение грелок к внешней электросети. Во-вторых, в районах с развитыми электрическими и газовыми сетями текущие тарифы пока ещё делают централизованное энергоснабжение экономически более выгодным по сравнению с ориентацией на источники даровой энергии. Конечно, я имею в виду снабжение без существенных перебоев (аварийные отключения электричества длительностью не более пары дней, случающиеся примерно раз в год, не в счёт — они вполне успешно страхуются бензиновым генератором на 2 .. 5 кВт в комплекте с парой 20-литровых канистр топлива — на всё про всё вполне реально уложиться тысяч в 20 рублей). Но цены на установки для извлечения даровой энергии растут медленнее, чем энерготарифы, а то и вообще снижаются, так что даже при идеальных условиях энергоснабжения невыгодность даровой энергии всё время сокращается. А когда за подключение электричества запрашивают сотню-другую тысяч рублей или только за право подключения газа хотят полмиллиона (да ещё и ввод в дом от газовой магистрали обойдётся не в одну сотню тысяч), невольно возникает вопрос: «А не послать ли куда-нибудь подальше таких электриков и газовщиков с их аппетитами (а заодно и с неизбежным ростом тарифов в будущем, и с регулярными небесплатными поверками-переаттестациями оборудования), а эти деньги потратить на солнечные коллекторы или на тепловой насос?» На случай же особо сильных морозов можно подстраховаться обычной дровяной печкой либо котлом на солярке, активное использование которых в течении месяца-двух будет дешевле круглогодичного газового тарифа (в остальное время достаточно дарового тепла). Впрочем, за городом подстраховаться автономным отоплением нужно в любом случае — печальный опыт показывает, что именно в самые сильные морозы наиболее вероятны проблемы с централизованным электрическим и газовым энергоснабжением — как из-за перегрузок сетей, так и из-за чисто технических сбоев и аварий, вызванных аномально низкими температурами. Теперь пара слов о моём отношении к разным типам источников даровой энергии, рассмотренным в этом разделе. Ветряные двигатели. Эффективные конструкции, позволяющие получить практически полезную мощность (хотя бы 2..3 кВт) в течение достаточно долгого времени, обладают немалыми размерами и при сильном ветре испытывают очень большие нагрузки, а потому являются весьма непростыми с инженерной точки зрения и требуют высокого качества и тщательного контроля при изготовлении. Неудивительно, что они получаются весьма недёшевы. Кроме того, им надо не так уж мало свободного пространства, достаточно удалённого от мест постоянного пребывания людей, — это необходимо как с точки зрения звукового комфорта, так и для обеспечения физической безопасности (при шквалистом порыве ветра аварийное разрушение лопастей бешено вращающегося ветряка диаметром в несколько метров по своим последствиям может быть сравнимо со взрывом небольшого артиллерийского снаряда). Так что в индивидуальном порядке ветряк, способный полноценно обеспечить хозяйство энергией, может использовать разве что какой-нибудь фермер, выделив для него площадку на удалённом краю поля или пастбища. Кроме того, как и всем механическим конструкциям, работающим под открытым небом, ветряку необходимо регулярное техническое обслуживание. По этим причинам я не считаю достаточно мощные ветрогенераторы (от 5 кВт и более) подходящими для индивидуального использования, за исключением удалённых хуторов в ветреной местности. В то же время усреднённая выработка энергии менее мощными ветроустановками в большинстве случае недостаточна даже для повседневных потребностей среднего загородного домохозяйства. Однако в приполярной зоне зимой энергия ветра является единственным доступным видом даровой энергии, поскольку Солнце над горизонтом не поднимается или показывается лишь на считанные минуты, да и ветры в тундре посильнее, чем в средней полосе, — и потому здесь ветряки вне конкуренции. Тепловые насосы. Позволяют в два-четыре раза снизить затраты на отопление по сравнению с обычными нагревательными приборами, но для работы им обязательно требуется внешний источник электрической, механической или интенсивной тепловой энергии, и при его отсутствии они совершенно бесполезны. «На выходе» вырабатывают только относительно низкотемпературное тепло (как правило, в диапазоне 30–70°С), получить из которого механическую работу или свет можно лишь с помощью сложных и абсолютно неэффективных ухищрений. С понижением уличной температуры эффективность работы тепловых насосов резко снижается, а при температуре –15°С и ниже практически все подобные системы, основанные на отборе тепла у внешнего воздуха, становятся неработоспособными. Возможен отбор тепла из глубины грунта, где температура всегда положительна (кроме зон вечной мерзлоты), но стоимость системы такого теплоотбора достаточной мощности — обычно это десятки киловатт — может многократно превысить стоимость самого теплового насоса. Поэтому единственным недорогим надёжным источником «холодного тепла» для тепловых насосов в зимний период являются реки и другие достаточно крупные водоёмы, никогда не промерзающие до дна, — а это резко ограничивает круг тех, кто может рассчитывать на круглогодичный обогрев таким способом. Как и обычные кондиционеры, тепловые насосы при работе неизбежно шумят, хотя и не сильно. Как и кондиционеры, они имеют весьма сложную конструкцию, а потому недёшевы и требуют регулярного технического обслуживания (правда, их ближайшие родственники — бытовые холодильники — нередко десятилетиями работают без какого-либо обслуживания, но они имеют существенно меньшую мощность и находятся в более комфортных условиях, а их компрессоры работают не непрерывно, а в коротко-периодическом режиме). На мой взгляд, в большинстве регионов России тепловые насосы, отбирающие тепло из воздуха (они же кондиционеры с инверсным режимом), могут использоваться в качестве основного источника тепла лишь в летние похолодания и в межсезонье, если же отбирать тепло из глубины грунта или водоёма, то тепловой насос можно использовать весь холодный сезон, но создание геотермального поля (т.е. системы отбора грунтового тепла) в разы увеличивает стоимость и без того недешёвого решения. Будет ли оправдано это экономически, каждый должен решить сам, просчитав все варианты с учётом своих конкретных условий, и, прежде всего, определив источник и оценив затраты энергии для привода теплового насоса. Солнечные установки. Они не имеют движущихся частей (за исключением вентиляторов или насосов систем охлаждения и циркуляции, если таковые вообще предусмотрены конструкцией), а потому практически безшумны и обладают высокой надёжностью в сочетании с нетребовательностью к обслуживанию. И хотя солнечные установки и занимают немалую площадь, но обычно имеют малую толщину и могут быть установлены на уже имеющихся наклонных и вертикальных поверхностях, то есть на скатах крыши и стенах. Поэтому если их применение закладывается на стадии проектирования дома, то почти всегда можно разместить их так, чтобы они вообще не занимали дополнительного места, не требовали обслуживания в течение длительного времени и не искажали задуманный архитектором облик здания. Более того, солнечные батареи и коллекторы часто удаётся не менее удачно «вписать» и на уже существующих строениях. Главных недостатков у них два — весьма высокая цена и низкая эффективность в пасмурную погоду и в зимнее время. Однако при внимательном рассмотрении цена оказывается вполне сравнимой с ценой ветрогенераторов, аналогичных им по реальной повседневной мощности (если, конечно, не собирать ветряк из первых попавшихся под руку железяк со свалки, а должным образом задуматься о его надёжности и безопасности). Со вторым недостатком сложнее, но современные солнечные батареи и коллекторы способны кое-что уловить даже в пасмурные дни, а как уже говорилось, при ориентации на любой источник даровой энергии на большей части территории России зимой экономически оправдано периодическое использование традиционных источников тепла. С учётом всего вышесказанного, южнее 60-й широты, на мой взгляд, именно солнечные установки являются наилучшим выбором индивидуального источника даровой энергии на участках земли, площадь которых не превышает одного-двух гектаров, в том числе и на «шести сотках». И лишь на больших пространствах в ветреных местах (и в приполярной зоне) ветрогенераторы мощностью более 5 кВт могут оказаться предпочтительнее солнечных установок, хотя и в этом случае солнечные батареи будут их эффективно дополнять — ведь солнечная погода нередко сопровождается штилем и, наоборот, пасмурная погода часто приходит вместе с сильным ветром. Тепловые насосы могут быть интересны в южных районах с их относительно коротким холодным периодом и достаточно высокими температурами грунта, а также для тех, кто живёт на берегах крупных непромерзающих водоёмов и рек. ♦ |
khd2.narod.ru
Если поппаданец начнет прогрессорствовать, то самому ему не справиться — нужно подключать аборигенов. И как только дело сдвинется с мертвой точки, к нему потекут не только алхимики и шарлатаны, но и некоторые изобретатели.И одна из первых вещей, которые они предложат — это вечный двигатель, Perpetuum Mobile.
Вечный двигатель, вероятно, самое первое что приходит человеку в голову. Сам организм человека пытается сэкономить энергию всеми методами, то вполне вероятно, что и идеи приходят такие же — человек ищет халяву…
Сейчас понятие «вечного двигателя» слегка размылось, появились вечные двигатели, работающие на «свободной энергии», «энергии вакуума» или «свойствах торсионных полей». Это происходит от того, что люди плохо понимают, что такое вечный двигатель.Ведь если он работает на «энергии вакуума» — это уже не вечный двигатель, это система с внешним притоком энергии (в данном случае — с фиктивным притоком).
Идеальный вечный двигатель — это замкнутая система. Никакой энергии снаружи не приходит, а сам двигатель делает работу из ниоткуда. Но на практике такие конструкции не встречаются, просто потому, что народ на такое не ведется. Ведь человек в подсознании понимает, что из ничего получить что-то невозможно. Это — вечный двигатель первого рода, при этом я описал его в конечной реализации.
Поэтому все конструкции вечного получают на вход какую-то энергию, но на выходе этой энергии много больше — КПД превышает 100% (например, тот же торсионный нагреватель). Тут мышление дает слабину. Ведь пшеница, собранная на поле, многократно превышает ту, которая посеяна. И то, что даже у пшеницы КПД как бы меньше единицы, в бытовое сознание не просачивается. Но в этот зазор между понятиями и влазит идея вечного двигателя. Это — вечный двигатель второго рода.
Первые попытки построить вечный двигатель теряются во тьме столетий.Я подозреваю, что они появились как только человек стал использовать хоть что-то, кроме мускульной силы — то есть либо водяное колесо, либо ветряную мельницу. А водяное колесо было придумано еще в эллинистический период и успешно использовалось все годы существования Римской Империи. И наверняка уже тогда идея витала в воздухе. До понятия «энергия» была не одна тысяча лет, поэтому грекам с римлянами простительно.
В средневековье идею вспомнили. При этом — начиная с самого раннего средневековья (первое упоминание — 1150 год). И что-то мне подсказывает, что задолго до упоминания идея была ясна. Вечные двигатели мусолили все — и Китай и Индия. Возможно, за исключением Южной Америки, где не было даже колеса. Чертеж вечного двигателя есть среди рисунков Леонардо Да Винчи.
За эти тысячи лет конструкций понапридумано тысячи штук. Есть механические, есть гидравлические, есть магнитные, а есть даже чисто электрические.Я не удивлюсь, если есть электронные, преобразующие схему антенна — резонатор.
И это все продолжалось вплоть до 18 века, когда Парижская Академия Наук запретила подавать заявки на вечный двигатель. И сейчас такую штуку нельзя запатентовать в нормальном государстве. Однако, идея получить энергию откуда-то из неясных источников, жива. На Украине последний патент на вечный двигатель датируется 2007 годом (ссылка раз и ссылка два).
Конечно, объяснить древнему человеку почему вечный двигатель строить бесполезно — задача не простая.Мне вообще почему-то кажется, что введение в механику надо начинать с объяснения ситуации с вечным двигателем, это очень много вопросов снимет впоследствии, и если даже не объяснять законы термодинамики, то уж понятие КПД требуется вбить в голову намертво, без него ничего толкового построить невозможно.
Сейчас можно выйти на улицу и спросить — «а почему вечный двигатель невозможен?», ну или хотя бы попросить пояснить, что такое «энтропия», слово ведь знакомое каждому! Вы, наверное, догадываетесь, какие в массе будут ответы?И ведь каждый в школе учил причины, по которым двигатель не может работать. Тем не менее далеко не в каждой голове это укладывается. Зато идея самого двигателя редко в какой голове не уложится.
Поэтому приход к попаданцу человека с чертежом вечного двигателя — закономерен.И тут для попаданца обнаруживается прямая польза от вечного двигателя. Потому, что человек, пришедший с его идеей — однозначно полезен. Даже если он не сам придумал идею, а где-то вычитал — все равно полезен, ведь это означает, что он не только грамотный, но еще и в теме. А уж изобретатель и подавно пригодится. Ну а если случится так, что придет человек, понимающий что вечный двигатель работать не будет (а наверняка были и такие) — то это вообще манна небесная, такого надо забирать с потрохами! Такого человека даже переучивать не надо, только направлять.
Так что общий вывод: вечный двигатель — штука полезная!
www.popadancev.net
| В этой книге мы рассмотрели уже несколько мнимых “вечных двигателей” и выяснили безнадежность попыток их изобрести. Теперь побеседуем о “даровом” двигателе, т. е. о таком двигателе, который способен работать неопределенно долго без всяких забот с нашей стороны, так как черпает нужную ему энергию из неистощимых ее запасов в окружающей среде. Все конечно, видели барометр – ртутный или металлический. В первом барометре вершина ртутного столбика постоянно то поднимается, то опускается, в зависимости от перемен атмосферного давления; в металлическом – от той же причины постоянно колеблется стрелка. В XVIII веке один изобретатель использовал эти движения барометра для завода часового механизма и таким образом построил часы, которые сами собой заводились и шли безостановочно, не требуя никакого завода. Известный английский механик и астроном Фергюссон видел это интересное изобретение и отозвался о нем (в 1774 г.) так: “Я осмотрел вышеописанные часы, которые приводятся в непрерывное движение подъемом и опусканием ртути в своеобразно устроенном барометре; нет основания думать, чтобы они когда-либо остановились, так как накопляющаяся в них двигательная сила была бы достаточна для поддержания часов в ходу на целый год даже после полного устранения барометра. Должен сказать со всей откровенностью, что, как показывает детальное знакомство с этими часами, они являются самым остроумным механизмом, какой мне когда-либо случалось видеть, – и по идее, и по выполнению”. К сожалению, часы эти не сохранились до нашего времени – они были похищены, и местонахождение их неизвестно. Остались, впрочем, чертежи их конструкции, выполненные упомянутым астрономом, так что есть возможность их восстановить.
В состав механизма этих часов входит ртутный барометр крупных размеров. В стеклянной урне, подвешенной в раме, и в опрокинутой над ней горлышком вниз большой колбе заключается около 150 кг ртути. Оба сосуда укреплены подвижно один относительно другого; искусной системой рычагов достигается то, что при увеличении атмосферного давления колба опускается и урна поднимается, при уменьшении же давления – наоборот. Оба движения заставляют вращаться небольшое зубчатое колесо всегда в одну сторону. Колесо неподвижно только при полной неизменности атмосферного давления, но во время пауз механизм часов движется прежде накопленной энергией падения гирь. Нелегко устроить так, чтобы гири одновременно поднимались вверх и двигали своим падением механизм. Однако старинные часовщики были достаточно изобретательны, чтобы справиться с этой задачей. Оказалось даже, что энергия колебаний атмосферного давления заметно превышала потребность, т. е. гири поднимались быстрее, чем опускались; понадобилось поэтому особое приспособление для периодического выключения падающих гирь, когда они достигали высшей точки. Легко видеть важное принципиальное отличие этого и подобных ему “даровых” двигателей от “вечных” двигателей. В даровых двигателях энергия не создается из ничего, как мечтали устроить изобретатели вечного двигателя; она черпается извне, в нашем случае – из окружающей атмосферы, где она накопляется солнечными лучами. Практически даровые двигатели были бы столь же выгодны, как и настоящие “вечные” двигатели, если бы конструкция их была не слишком дорога по сравнению с доставляемой ими энергией (как в большинстве случаев и бывает). Немного далее мы познакомимся с другими типами дарового двигателя и покажем на примере, почему промышленное использование подобных механизмов оказывается, как правило, совершенно невыгодным. |
www.afizika.ru
Сегодня, по-видимому, уже ни кто не сомневается, что энергия перемещение масс воздуха, равно как и энергия определяемая изменениями температуры и барометрического давления, ничего не имеет общего с тайными силами, которые, как считалось в прошлом, являлись причиной вечного движения, даже если источником этих сил оказывалась сама природа Земли или целая Вселенная. Однако же все эти процессы, эта латентная энергия (скрытая, невидимая (лат.)), для многих исследователей прошлого оставалась тайной и очень часто оказывалась тем источником, к которому сплошь и рядом обращались изобретатели и сторонники перпетуум мобиле.
Вот, например, самозаводящиеся часы, основанные на тепловом расширении металлов. Их механизм изображен на рис. 1. Главная часть его – стержни Z1 и Z2, сделанные из металла с большим коэффициентом теплового расширения. Стержень Z1 упирается в зубцы колеса X так, что при удлинении этого стержня, от повышения температуры, зубчатое колесо немного поворачивается. Стержень Z2 зацепляет за зубцы колесо Y при укорочении его, от понижения температуры, и поворачивает его в том же направлении. Оба колеса насажены на вал W1, при вращении которого поворачивается большое колесо с черпаками. Черпаки захватывают ртуть, налитую в нижний желоб, и переносят в верхний, оттуда ртуть течет к левому колесу, также с черпаками. Наполняя последние, ртуть заставляет колесо вращаться, при этом приходит в движение цепь К, охватывающая колеса К1 (на общем валу W2 с большим колесом) и К2; последнее колесо закручивает заводную пружину часов. Ртуть, вылившаяся из черпаков левого колеса, стекает по наклонному желобу R1 чтобы опять начать свое перемещение.
Рис. 1. Схема самозаводящихся часов.
Механизм, как видим, должен двигаться, не останавливаясь до тех пор, пока будут удлиняться или укорачиваться стержни Z1 и Z2. Следовательно, для завода часов необходимо только, чтобы температура воздуха попеременно то повышалась, то понижалась. Но именно это и происходит само собой, а всякая перемена в температуре окружающего воздуха вызывает удлинение и укорочение стержней, вследствие чего медленно, но постоянно закручивается пружина часов.
А вот часы на двух столбах – стальном и алюминиевом, безо всякой там ртути, строились и работали на улицах в Швейцарии. Днем, когда тепло, столбы удлинялись – алюминиевый вдвое сильнее, чем стальной, а ночью, когда холодно, они укорачивались. Часы работали.
Другой образец самозаводящихся часов сходного устройства показан на рис. 2. Здесь главной действующей частью является глицерин, сильно расширяющийся с повышением температуры воздуха и поднимающий при этом некоторый груз, опускание которого и движет механизм часов. Так как глицерин затвердевает лишь при –30°С, а кипит при +290°С, то механизм этот пригоден для часов на городских площадях и других открытых местах. Колебания температуры на 2°С уже достаточно для обеспечения хода таких часов. Один экземпляр таких часов испытывался в течение года и показал вполне удовлетворительный ход, хотя за то время к механизму не прикасалась ничья рука.
Рис. 2. Самозаводящиеся часы с трубкой, заполненной глицерином:
а – схема: 1 – трубка с глицерином; 2 – груз; б – общий вид с трубкой, скрытой в цоколе часов
Нельзя обойти вниманием еще одни самозаводящиеся часы, на сей раз работающие от изменения атмосферного давления. Одним из самых старых проектов подобного рода был барометрический вечный двигатель англичанина Кокса. Внешний вид этого перпетуум мобиле, подробно описан в "Геттингенском вестнике учёных" за 1775 год.Так в XVIII веке один изобретатель использовал барометр для завода часового механизма и таким образом построил часы, которые сами собой заводились и шли безостановочно (рис. 3). Известный английский механик и астроном Фергюссон видел это интересное изобретение и в 1774 году отозвался о нем так: "Я осмотрел вышеописанные часы, которые приводятся в непрерывное движение подъемом и опусканием ртути в своеобразно устроенном барометре; нет основания думать, чтобы они когда-либо остановились, так как накопляющаяся в них двигательная сила была бы достаточна для поддержания часов в ходу на целый год, даже после полного устранения барометра. Должен сказать со всей откровенностью, что, как показывает детальное знакомство с этими часами, они являются самым остроумным механизмом, какой мне когда-либо случалось видеть – и по идее, и по выполнению".
Рис. 3. Еще одни самозаводящиеся часы, работающие от перемены атмосферного давления и схема их устройства.
Гораздо более простой является схема представленная на рис. 4. Автором её был Пьер Жак Дроз, живший в середине XVIII века в небольшом швейцарском городке Шо-де-Фон. Дрозу было хорошо известно, что коэффициенты теплового расширения различных металлов, например, стали и латуни, могут сильно различаться между собой. Поэтому он использовал в своём устройстве две прочно скреплённые полоски из этих металлов, зная, что изменения температуры могут вызвать в такой биметаллической полосе силы расширения, вполне достаточной для завода часовой пружины.
Рис. 4. Схема биметаллического заводного механизма "вечных" часов П. Ж. Дроза из Шо-де-Фона около 1750 г.
В 1751 году известный французский часовщик Ле-Плат из Нанси построил оригинальные "вечные" часы, схематически изображённые на рис. 5. Для своего опыта он взял обычные маятниковые часы и повесил их на стену со скрытым в ней воздушным каналом, сообщавшимся с комнатой через специальное отверстие: Когда двери в комнату открывались, более тёплый, а потому и более лёгкий воздух из комнаты начинал проходить через канал в стене, выталкиваемый более тяжелым наружным воздухом. На пути протекающего в канале воздуха Ле-Плат установил небольшую крыльчатку, приводившую во вращение передаточный механизм, который в свою очередь обеспечивал поднятие свинцовой гири часов.
Рис. 5. Схема так называемых "сквозняковых" часов Ле-Платта, построенных в 1751 году.
Но и в наше время инженеры обращаются к механизму "вечных двигателей". На рис. 6. показаны часы модели "Атмос", выпускаемые в Швейцарии. Роль барометра в них играет плоский цилиндрический барабан, наполненный хлористым этилом – веществом, которое начинает, испарятся, уже при 12°С. В барабане помещается составленный из круговых мембран металлический мех, который растянут скрытой внутри пружиной. Если температура воздуха в помещении повышается, расширяющиеся пары хлористого этила сдавливают мех. В случае понижения температуры, пружина возвращает мембранный мех в исходное положение. Изменения температуры окружающего воздуха всего на 1°С оказывается достаточным, чтобы обеспечить завод пружины на 28 часов хода часового механизма.
Рис. 6. Современные "вечные" часы модели "Атмос", выпускаемые одной из швейцарских фирм.
Выгодно ли по тому же принципу устраивать двигатели более крупные? На первый взгляд кажется, что подобный даровой двигатель должен быть очень экономичен. Вычисление, однако, показывает другое. Для завода обыкновенных часов на целые сутки нужно энергии всего около 1,5 Дж. Это составляет в секунду около 0,00002 Дж. Иначе говоря, мощность этого механизма и есть 0,00002 Вт. Даже если стоимость механизма мы оценим всего в 10 долларов, то 1 кВт мощности нам обойдется в 50 миллионов долларов!!!
inmanus.3dn.ru
Рис. Устройство дарового двигателя XVIII в.
